数控磨床范文1
关键词：高速铁路；CRTSII型轨道板；数控磨床
中图分类号：U213.244
在磨削出合格轨道板的前提下，怎样提高磨削效率、延长金刚石磨轮寿命、避免时间浪费等将是影响整个制板生产进度以及生产成本的关键问题。在CRTSⅡ型无砟轨道板实际磨削加工过程中，我们不断总结积极创新，在磨削轨道板、激光扫描技术、刀具补偿、进给速度、金刚石磨轮选型和轨道板磨削等方面总结出一套有效的技术方法。
1数控磨床
CRTSⅡ型轨道板专用数控磨床是威海华东数控股份有限公司为适应高速铁路发展需求开发的专用设备，主要用于CRTSⅡ型轨道板承轨台的精密磨削加工，是一台高架桥式数控成型磨床，如图1所示。
轨道板是一块长6.45米、宽2.55米、重量约为8.6吨的混凝土预制板，由2列共20个承轨台组成。承轨台一列高、一列低，在铺设时可以使轨道板横向倾斜，从而可以排除表面积水，如图2所示。通过CRTSⅡ型轨道板专用数控磨床的磨削加工，使毛坯板成为符合线路设计要求的轨道板，且每块轨道板在整条线路中的位置具有唯一性。根据毛坯板打磨量的大小，磨床平均分配每次打磨量。在打磨过程中要特别注意毛坯板的方向位置，打磨左线毛坯板时测量锥孔在磨床前端，打磨右线毛坯板时测量锥孔在磨床后端。
2 数控磨床磨削直线和曲线轨道板的技术措施
数控磨床进行磨削工况中，主要有X、Y、Z、A、C五轴运动，其中XYZ轴为直线运动，AC轴为旋转运动。轨道板分为直线轨道板和曲线轨道板。磨削直线轨道板时，整个磨削轨迹为直线，磨床A、C旋转轴不动作，只有X、Y、Z三个轴运动，磨削过程中金刚石磨轮受力方向较均匀稳定，容易实现程序控制并且磨轮磨损较小。磨削曲线轨道板时，除XYZ轴运动外，还需磨床的A、C轴旋转进行角度控制，具体动作由数控系统控制时间继电器与液压抱闸系统配合完成。随着磨削不同曲率半径的轨道板，A轴旋转形成所需磨削的角度，磨削工况时适时松闸旋转C轴，从而实现曲线轨道板磨削。磨削曲线轨道板时，磨床各轴受力较复杂，对各轴液压适时动作与适时抱闸的可靠性要求更高，特别是对A、C轴时间继电器以及液压系统压力的调整。A、C轴负载增加将引起较大跟随误差，影响曲线轨道板磨削，最终导致磨削出的轨道板曲线度不合格。
根据经验，金刚石磨轮磨削直线轨道板的能力是曲线轨道板的2.5-3倍。对于不同轨道板磨削方式，轨道板实际磨削量以及直线和曲线轨道板数量比例也有较大差异，因此需要根据实际情况规划轨道板磨削次序。以金刚石磨轮可以磨削100块曲线轨道板为例，可以始终磨削曲线轨道板，也可以始终磨削直线轨道板，还可以磨削60块曲线轨道板之后磨削直线板，根据我们经验应尽可能避免磨削200块直线轨道板后改为磨削曲线板，此外在毛坯板的选择上，应将磨削量相对小的毛坯板作为曲线轨道板进行磨削。
除了规划直线和曲线轨道板磨削次序以外，在金刚石磨轮使用初期应该以合适的进给速度磨合金刚石磨轮，不合适的进给速度将加速磨轮的磨损。在磨削过程中应随时观察喷水方向是否沿着金刚石磨轮切线方向并及时调整，达到磨轮在磨削过程中有足够的水进行冷却，从而延长磨轮寿命。
3 激光扫描仪测量技术
数控磨床配备有机械式测量探针和激光扫描仪两种测量装置。探针测量方式通过探头与工件接触获得轨道板外形三维坐标；激光扫描仪通过多面棱规反射光束而形成扫瞄光束，从而获得轨道板外形三维坐标。探针测量可以获得精确的外形尺寸，但是速度缓慢，只要定期校准激光扫描仪同样可以获得较为精确的测量数据，而且速度快。为了提高轨道板磨削进度，我们采用激光扫描仪进行测量，并定期对激光扫描仪进行精度校准。
激光扫描仪校准的基本原则是：全站仪校准探针，探针校准激光扫描仪。不准确的激光扫描仪将获得错误的测量数据，因此要及时校准激光扫描仪，以保证测量数据的准确性，或者定期利用全站仪将测量数据与激光扫描仪测量数据对比，发现偏差时及时校准扫描仪。
目前各个厂家的激光扫描仪校准程序已经比较完善，具有操作简单、效率高等特点，能够保证在0.1mm偏差以内。除了定期及时校准激光扫描仪外，需要随时观察扫描仪镜片的清洁程度及时除去灰尘，防止测量误差，检查吹气孔吹气方向并及时做出调整，还要保持承轨台表面清洁防止虚假的打磨量。在冬季施工过程中，承轨台表面结冰也会影响激光扫描仪数据测量，并会出现超大的轨道板打磨量，所以应增加轨道板承轨台除冰工序。
在毛坯板激光测量时，如果出现轨道板承轨台超出激光测量范围而不能获得测量数据的情况，需要将轨道板重新调平或者调整滚轮运输线导向轮的位置，使轨道板顶起后处于理想的打磨位置。在成品板激光测量时，往往会出现测量尺寸超差现象，常见尺寸超差及处理措施：①小钳距尺寸总体偏大并超差，需要增大刀补参数；②小钳距尺寸总体偏小并超差，需要减小刀补参数；③小钳距尺寸无规律超差，需要降低磨削进给速度；④某一个点数据非常理性超差，可能是测量误差；⑤大钳距与轨底坡超差，需要修改参数。
4 金刚石磨轮的刀具补偿
随着金刚石磨轮的逐渐磨损，金刚石磨轮刀具宽度和直径尺寸减小，从而需要逐渐减小刀具补偿参数。为了磨削出符合技术要求的轨道板，需要密切关注每块轨道板大小钳距以及轨底坡等重要参数，及时调整刀具补偿参数
如果已出现不合格点时再修改刀具补偿参数，虽然之前磨削完成的轨道板数据都合格，但是尺寸很可能在极限偏差附近，激光检测将出现不合格点，从而需要进行第二次磨削。
在修改刀补时需要注意以下几点：①两个通道的Z向刀补值要一致，否则将导致两个通道承轨台高度不合适。②每次磨削完成之后，要及时还原刀补值，否则将导致下一块轨道板承轨台过磨削或欠磨削。③对于打磨量过大的轨道板，可以适当增大Z向刀补值，防止测量误差引起轨道板承轨台过磨削。
5 进给速度的调整
除了给定正确的刀补参数外，还需以适当的进给速度进行磨削，防止数据不合格而进行第二次磨削。即便是符合要求的刀具补偿参数，针对不同轨道板磨削量以及进给速度，也可能磨削出不合格的轨道板。因此，在磨削过程中需要随时观察磨削数据以及轨道板磨削量，结合实际情况给定合适的进给速度。
承轨台表面粗糙度不影响其质量，因此在实际磨削过程中可取消精磨，将实际磨削量平均分配进行磨削。以数控磨床设置每次最大磨削量2mm为例介绍选择进给速度的方法：
如果轨道板A的实际磨削量为3mm，以80%进给速度进行磨削，磨削出合格轨道板；对于磨削量为2mm的轨道板B，同样以80%的进给速度进行磨削，由于一次完成2mm磨削，轨道板实际小钳距将偏小；对于磨削量为2.2mm的轨道板C，以80%的进给速度进行磨削，由于每次磨削1.1mm，轨道板实际小钳距将偏大。所以，应该以70%的进给速度磨削轨道板B，以90%的进给速度磨削轨道板C。
随着金刚石磨轮的磨损，其磨削能力逐渐减弱，各轴负载增加。为了获得较好的磨削效果，需要适当降低进给速度。进给速度的减小将降低磨削效率，因此要处理好刀补与进给速度的关系，以及如何使用金刚石磨轮，什么情况下需要更换金刚石磨轮等问题。
6 金刚石磨轮的选型
金刚石磨轮在磨削过程中，主要依靠电镀在磨轮本体上的金刚石颗粒进行受力磨削，因此电镀金刚石颗粒的大小和质量将直接影响磨轮的磨削质量和磨削能力，并且直接影响承轨台磨削的粗糙度。大颗粒金刚石磨轮磨削出的承轨台粗糙度大，但是磨削能力强，能设置较大的磨床最大磨削量，效率相对较高。小颗粒金刚石磨轮磨削出的承轨台粗糙度小，但是磨削效率对较低，同时随着磨轮金刚石的磨损，其磨削能力比大颗粒金刚石磨轮下降得快。
因此，需要根据轨道板实际磨削量以及生产进度安排来选择磨轮金刚石的粗细。在满足磨削质量的前提条件下，从节约成本和减少更换磨轮次数的角度出发，我们经过多次试验并最终选定30～50型号金刚石磨轮。
7 数控磨床的维护保养
定期对数控磨床维护保养可以延长数控磨床的使用寿命、避设备故障，从而提高数控磨床磨削效率。在数控磨床技术人员的指导下，设备操作人员对设备需进行定期保养、定期检查，确保磨床处于良好状态。每班作业要及时检查自动泵以及液压站的油量，检查水路气路压力、冷却水管以及清水池的水位等，作业完毕之后及时清洁磨床及其周围环境，在更换金刚石磨轮时进行数控磨床其它机械部位以及其它设备的维护保养。
参考文献：
数控磨床范文2
【关键词】无心磨；修整器；数控化原理；改造
1、问题和现状
本公司有一台M1083普通外圆磨床，该磨床自动化程度较低，为手动进给，手动修整，加工精度对操作工人操作技术水平较为依赖，效率低且精度不高，磨削尺寸较为分散，主要用于通磨，当用于切入磨削时，其缺点就充分显示出来。现对其砂轮修整系统进行自动化改造。
2、机械部分的改造
为了充分发挥数控系统的技术特性，保证改造后修整器在数控系统的控制下具有较高的重复定位精度，较好的传动精度和工作稳定性，微量进给无爬行，使用寿命长、外型美观，机械部分作了如下改动：1、用滚珠丝杠螺母副代替原来的代替原来的普通滑动丝杠螺母副；2、使用了弹性联轴器联接伺服电机和滚珠丝杠；3、使用了刚度好，精度高的交叉滚柱导轨；4、滑体和壳体也做了相应的改造。
（1）滚珠丝杠螺母副的选型与特点
滚珠丝杠螺母副选用南京哈宁轴承制造有限公司生产的FFZD2005-3，相对普通滑动丝杠螺母副有以下优点：1、传动效率高，由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝母之间有很多滚珠在做滚动运动，所以具有较高的传动动效率，传动效率可达85%～98%，为滑动丝杠副的2～4倍。2、传动平稳，滚珠丝杠副工作时摩擦阻力小，静、动摩擦因数小，因而传动灵敏、平稳、低速不易爬行、随动精度和定位精度高。3、运动可逆性，滚珠丝杠相对滑动丝杠的另一特点是运动可逆性，不仅可将旋运动转成直线运动，也可将直线运动转换为旋转运动。4、可预紧，通过对螺母施加预紧力能消除滚珠丝杠副的轴向间隙，有助于提高定位精度和刚度，既使反转也没有空行程，反向定位精度高，且传动平稳。5使用寿命长，滚珠丝杠副采用优质合金钢制成，滚道表面淬火硬度达60-60HRC，表面粗糙度值小，而且是滚动摩擦，故磨损很小、使用寿命长。除此之外，价格也很合理。
（2）联轴器的选型与特点
联轴器联接伺服电机和滚珠丝杠，用来传递运动和转矩，联轴器的选用对传动的平稳性有着重要的影响，从使用要求和经济性考虑，新砂轮修整器选用无锡普瑞REP-BF2-16X19-D55L78弹性联轴器。该联轴器的特点：1、中间弹性体联接2、小扭矩时无回转间隙3、抗油，绝缘4、顺时针和逆时针回转特性完全相同5、超强的弹性体可吸收振动，补偿径向和角向偏差。
（3）交叉滚柱导轨组成、特点及选型
THK交叉滚柱导轨由专用轨道、滚柱保持架、滚柱、挡板组成，在VR型中精密滚柱互相直交地组合在一起的滚柱保持器与设置在专用轨道上的90°V形沟槽滚动面组合起来使用。通过将2列滚柱导轨平行地装配，使导轨系统能承受4个方向的负荷。而且，因能向交叉滚柱导轨施加予压，从而能获得无间隙且高刚性、动作轻快的滑动机构。
交叉滚柱导轨特点：①滚动磨擦力小，稳定性能好；②接触面积大，弹性变形量小；③有效运动体多，易实现高刚性、高负荷运动；④结构设计灵活，安装使用方便，寿命长；⑤机械能耗小和精度高，速度快，承载能力大。
交叉滚柱导轨的选型：滚柱保持架在轨道内以修整器行程的1/2沿导轨座移动的方向运动，为使保持架不出现悬臂状态，应满足LK≥A+B/2，LK为导轨长度，A为保持架长度，B为修整器行程，新砂轮修整器LK=300mm，A=250mm，B=100mm，所选用交叉滚柱导轨为日本进口的THK VR型VR15-300 *10Z。
3、电气部分的改造
（1）硬件电路的组成及设计
硬件电路主要由触摸屏GT1050/DC24V，可编程控制器FX3G-60MT-001，5M的通讯电缆、伺服驱动器MR-E-70A、伺服电机HF-SE73及伺服驱动器MR-E-100A、伺服电机HF-SE102、位置控制单元FX2N-20GM、稳压电源GS1/S-50-24、电源GS2/JN-250-24、直流电源JN-250A、变压器TC1/JBK3-400、变压器TC2/SG-2、电流表69L15-A、接近开关LJG1A-4ZOBN2还有各种继电器、接触器，断路器，按钮、指示灯、照明灯等组成。
（2）数控系统的控制原理
根据修整要求，从触摸屏输入修整量信息，经过数控装置FX3G-60MT-001的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将修整指令信息及X/Y轴运动控制参数（速度，位置设定值等）通过PLC程序中的TO指令写入到位控单元FX2N-20GM相应的地址，位控单元再将各轴的运动状态信息通过PLC程序中的FROM指令读出到PLC内相应的存储单元。位控单元FX2N-20GM是具有直线插补和圆弧插补功能的真正2轴定位专用单元，配备了各种定位运行模式，直接与带绝对位置检测功能的伺服驱动器连接，将PLC传输过来的指令以脉冲的形式发送给伺服驱动器MR-E-70A和MR-E-100A，伺服驱动器MR-E-70A把脉冲信号加强放大，使之能够驱动伺服电机HF-SE73工作，伺服电机再通过滚柱丝杠把旋转运动转化为砂轮修整的X轴进给运动。砂轮修整同时，伺服驱动器MR-E-100A也驱动Y轴伺服电机HF-SE102进行修整补偿运动，驱使砂轮进给机构补偿一定的位移量，以确保修整后，砂轮与工件的相对位置没有改变，从而保证修整后同一批工件尺寸的稳定性。开始修整砂轮后，数控装置控制电磁换向阀23E2-25B的通断和换向，通过油缸驱动修整器沿Z向移动，当移动到设定好的行程时，行程开关给数控装置反馈信号，数控装置控制电磁阀换向，油缸驱动修整器回到初始位置，以便进行下一轮砂轮修整。
4、结束语
实践证明，对M1083无心磨床砂轮修整器进行数控化改造是一种行之有效的方法，不减轻了工人劳动强度，增加了效率，同时经改造后，M1083无心磨床的磨削精度也得到了很大提高，从而企业创造了更大的经济效益。
参考文献
[1]《机床设计手册》.机械工业出版社.第三卷
数控磨床范文3
关键词：五轴磨刀机；硬质合金；立铣刀；加工方法
中图分类号：TG596 文献标识码：A
1 概述
铣刀的制造要求高，难度大。本文通过多年来实际加工经验和理论相结合，在CNC工具磨床上制造一把优质铣刀必须合理选择刀具材料，几何参数，砂轮等，通过建立数学模型和铣刀磨削运动参数设计模块，实现各个模块间数据集成系统，通过模拟软件确认编制程序和机床运动轨迹的正确性，在进行精密的加工过程，实现加工刀具的自动化、高速化和智能化。
2 球头立铣刀
广泛用于加工零件的侧面、成形面、槽等各种结构形状加工中，铣刀的主要结构参数有齿数、螺旋角、槽深、前角、端齿、周齿后角等。其中，螺旋排屑槽槽形是刀具几何角度的最关键因素，槽形是否合理直接影响刀具寿命、排屑顺畅、加工精度。现在CNC工具磨床磨削立铣刀螺旋槽成为主要工艺，替代了传统成型铣削沟槽。决定槽形主要因素是用于磨削刀具旋转砂轮曲面、槽深和前角。一般切削脆性材料或高硬度，槽深选浅些；塑形材料，槽深较深。立铣刀按刀头类型分为直角头铣刀，球头铣刀和圆弧头铣刀。直角头铣刀用于加工槽侧面等，球体铣刀用于成形、仿形加工等，球头铣刀加工有转角R的侧面。
3 机床设备
五轴磨刀机是瑞士生产，它使用的FANUC控制系统和专门制造刀具研制的标准模块软件――Quinto。
磨床使用的控制软件FANUC是一种关于轴定位，插补计算，用户界面的高科技解决方案。Quinto应用软件提供给用户简单、灵活的访问机器的界面。
它有X轴、Y轴、Z轴、A轴、C轴五个轴。
Quinto标准软件
几何参数和加工参数菜单式输入，用于提高加工效率，由数据库支持，包括刀具管理、侧头程序、砂轮几何参数等。
4 球头铣刀制造工艺过程
铣刀的制造过程，包括刀具几何设计、砂轮选用及参数、机床加工参数设定和磨削轨迹分析等几大部分。流程框图如图1所示。
制造球头铣刀的操作过程：
加工球头铣刀时，过程分为7个步骤：分别是cutting（切断）、Flute（螺旋槽）、Gashing（容屑槽）、Face2（端齿第二后角）、Face1（端齿第一后角）、OD2（周齿第二背角）、OD1（周齿第一背角）
在制造刀具时注意事项：
（1）确保加紧可靠和位置精度。
（2）在Quinto软件用户界面输入刀具几何参数：
4齿等分齿数4、切削刃长49、螺旋角29°、刀齿齿深2、端齿第一后角9°、端齿第二后角19°、周齿第二后角29°、周齿第一后角8°、圆弧半径R1、前角14°、右旋。
（3）根据不同的程序，选择不同的砂轮，见表2。
用途：cutting磨削端面，保证铣刀端面与外径的垂直度，还可去除圆弧大的余量，为圆弧面的精磨准备。
Flute磨削螺旋槽，同时加工螺旋角、前角、齿深。
Gashing磨削端齿的容屑槽，保证与螺旋角相接。
Face2磨削端齿第二后角，修正排屑槽。
Face1磨削端齿第一后角，保证端面的刃倾角。
OD2磨削周齿第二后角和圆弧的第二后角。
OD1磨削周齿第一后角和圆弧的第一后角。如图2所示。
（4）验算程序
在参数化建模中，输入数据发生矛盾或不合理，系统自动计算或比较，对参数合理性进行判定。输入铣刀参数并确认无误后，点击OK按钮，就进入铣刀参数计算。
（5）使用机床的测头，对刀具的夹持长度探测，确定参数，准确测量刀具加工长度定位后再进行加工。
（6）根据刀具放大测量仪Zolor放大20倍，观看检查铣刀磨削的程度。
（7）检验，使用全自动道具检查仪检查刀具几何参数，包括内容：螺旋角、圆弧、外径、端齿第一后角、端齿第二后角、周齿第一后角、周齿第二后角。
5 加工中的注意事项
（1）在机床磨削螺旋槽时，由于需要去除的余量过大（批量制造最好使用专用的开槽机进行开槽），可以分为几步进给加工。如总进给值设为4mm，分步进给设为2mm，则此槽分2步加工完。如果分步进给值为1.5mm，则分为3步加工完此槽。这样可以在最后一步进行精加工。
（2）在磨削圆弧时，如果半径看起来过于扁平，可以输入一个正值补偿，反之，则输入一个负值，修正量最大为0.3mm，当进行较大修正时，须检测砂轮参数和修磨参数。
结语
设备、磨轮、刀具几何角度及材料四者是相互影响和促进的。本文通过理论和实践相结合方法，研究了整体硬质合金球头铣刀的制造方法。由于本人水平有限，如有不足或错误之处请各位老师给于指正。
参考文献
[1]陆剑中，孙家宁.金属切削原理与刀具[M].北京：机械工业出版社.
数控磨床范文4
关键词：内圆磨床；人机界面；数控改造
内圆磨床主要用于机械零件的内孔加工，是机械工业中的重要工艺装备。老式内圆磨床进给大多采用液压和机械联合进给模式，以M224半自动内圆磨床为例，该型号磨床是几十年前引进苏联技术生产的，整机结构十分复杂。八十年代按照国家淘汰高能耗电机要求，工厂对磨床电控系统进行了改造，用变频器取代了中频发电机组，降低了机床能耗，但机械结构改动较少并一直沿用至今。由于该磨床是计划经济时代的产物，而且有几十年的生产历史，所以国内用户相当庞大。近几年，很多M224磨床返厂大修，在当今机床数控化的大环境下，很多客户对磨床提出了数控化改造要求。
1 方案确定
M224磨床是由液压、机械、电气联合控制的半自动内圆磨床，具有手动、电感、塞规、定程四种测量方式，机床的所有动作靠三个电磁阀切换液压油路实现，电控线路是典型的继电接触控制线路。机床的纵向工作台由往复油缸驱动，通过行程开关、拨叉等位置的调节和控制变向实现机床的纵向往复；机床的径向工作台靠进给油缸驱动，进给油缸上部装有进给变速箱，通过齿条齿轮传递及凸轮机构实现机床的变速进给。
受机床床身结构限制，纵向工作台无法采用伺服驱动方案，因此保持原液压驱动方案不变。机床径向工作台上部的进给箱里面装配的零件多达70多个，是故障多发部位，而且进给箱结构紧凑，维修时很不方便，因此对径向工作台采用伺服驱动的控制方案改造。由于伺服系统具有很好的重复定位精度 ，本技术改造方案去掉了电感和塞规测量工作方式，仅保留了手动和定程(半自动)两种工作方式。
2 方案实施
2.1 PLC、人机界面选择
根据内圆磨床磨削加工的工艺特点，确定机床伺服系统脉冲当量为0.1 m。由于M224磨床最大磨削孔径为40mm，在磨削加工时砂轮与工件之间有超过20mm的空刀量，为了不影响加工效率，设计要求PLC的脉冲输出频率不低于100KHz。经选择采用了台达EH2系列可编程序控制器，该系列PLC内置200KHz高速脉冲输出模块、RS485通讯接口，具有直线／圆弧插补功能，最低脉冲输出频率为10Hz，配合导程为5mm的滚珠丝杠，径向工作台(X轴)最低运动速度为0.06mm／min，最高运行速度为1200mm／min，完全满足内圆磨床加工时的工艺要求。选择台达A系列5.7”单色触摸屏作为人机界面，人机界面与PLC通过RS232接口相连，通过触摸屏可以输入各种磨削工艺参数，可以在屏上设计触摸按键以节省PLC输入点，可以实时显示磨床的工作状态。
2.2 工件主轴控制
工件轴通过一台0.55KW／1.1KW 双速三相异步电动机驱动，改造前通过操纵面板上上的LW6-3／B093万能转换开关切换高低速度。由于转换开关上有九对触点，时间一长容易出现触点间接触不良故障，导致电机缺相。改造后用两个接触器KM2、KM3代替万能转换开关，在新的操纵面板上设计一个三挡位转换开关SA1来切换高低转速。
2.3 砂轮主轴控制
M224磨床使用一台3.7KW 惠丰变频器驱动电主轴作为砂轮主轴，变频器型号为F1000-M0037T3B。改造前变频器装在电器柜外面，通过三线式端子控制变频器的启动和停止，通过变频器面板手动调整变频器输出频率。改造后重新设计了电器柜，将变频器装入电器柜内部，操作者不能直接接触到变频器面板。为了使操作者使用方便，改造后采用通讯方式控制变频器启动和停止 。变频器和PLC通过RS485通讯口相连，通过人机界面输入变频器工作频率，通过触摸屏上的触摸键控制变频器的启动和停止，在触摸屏上可实时显示变频器工作电流、电压、故障代码等参数。
2.4 冷却泵控制
改造前M224磨床只有一个冷却泵，冷却液经水阀后分为两路，一路给砂轮主轴冷却用，一路在磨削时冷却工件。由于两路共用同一个水箱，磨削产生的铁屑混入冷却液后，会造成砂轮主轴冷却水路堵塞而影响砂轮主轴的正常使用。改造后，取消水阀，增加了一个冷却泵，工件冷却水箱与砂轮主轴冷却水箱各自独立，互不干扰。
2.5 液压系统
改造前，M224磨床是靠三个电磁阀切换油路控制杠杆、修整器、行程阀、往复油缸、进给油缸等机构来实现工作台快速进退、往复，砂轮修整，粗进给，精进给和无进给磨(包括粗光磨和精光磨)。改造后，由于径向液压进给系统被伺服进给系统取代，相应的取消了进给电磁阀，而且堵住了机床配流板上进给油缸所接油路。这样处理之后，夹具液压松紧油路受到影响而不能使用。所以，对于使用液压夹具锁紧工件的机床必须另外加装一个电磁阀，控制夹具的松紧。电磁阀进油孔接在机床减压阀之后，出油孔接工件主轴箱的进油套。
2.6 绝对坐标系统构成
改造后的电控系统以台达DVP-32EH00T2可编程序控制器为控制核心，选用三菱MR-J2S-60A伺服驱动器、三菱HC-SFS52伺服电机构成伺服驱动系统。伺服电机编码器上采用了17位绝对位置编码器，分辨率达到131072脉冲／转，具有很高的精度控制能力。只要在伺服驱动器上加装电池，就能构成绝对坐标系统。绝对坐标系统接线图见图2。在系统联机时，要将PLC与伺服驱动器的电源输入设定为同时或伺服驱动器电源先启动，以免绝对位置数据传输异常导致伺服报警。
3 结束语
经过数控化改造后的M224半自动内圆磨床， 轴重复定位精度在2 m以内，加工出的产品5O件内的尺寸分散在15m以内。经湖北三环汽车方向机有限公司等单位使用，改造后机床性能稳定，操作方便，改造达到了预期效果。
参考文献：
数控磨床范文5
关键词：内圆磨床；人机界面；数控改造
内圆磨床主要用于机械零件的内孔加工，是机械工业中的重要工艺装备。老式内圆磨床进给大多采用液压和机械联合进给模式，以M224半自动内圆磨床为例，该型号磨床是几十年前引进苏联技术生产的，整机结构十分复杂。八十年代按照国家淘汰高能耗电机要求，工厂对磨床电控系统进行了改造，用变频器取代了中频发电机组，降低了机床能耗，但机械结构改动较少并一直沿用至今。由于该磨床是计划经济时代的产物，而且有几十年的生产历史，所以国内用户相当庞大。近几年，很多M224磨床返厂大修，在当今机床数控化的大环境下，很多客户对磨床提出了数控化改造要求。
1 方案确定
M224磨床是由液压、机械、电气联合控制的半自动内圆磨床，具有手动、电感、塞规、定程四种测量方式，机床的所有动作靠三个电磁阀切换液压油路实现，电控线路是典型的继电接触控制线路。机床的纵向工作台由往复油缸驱动，通过行程开关、拨叉等位置的调节和控制变向实现机床的纵向往复；机床的径向工作台靠进给油缸驱动，进给油缸上部装有进给变速箱，通过齿条齿轮传递及凸轮机构实现机床的变速进给。
受机床床身结构限制，纵向工作台无法采用伺服驱动方案，因此保持原液压驱动方案不变。机床径向工作台上部的进给箱里面装配的零件多达70多个，是故障多发部位，而且进给箱结构紧凑，维修时很不方便，因此对径向工作台采用伺服驱动的控制方案改造。由于伺服系统具有很好的重复定位精度 ，本技术改造方案去掉了电感和塞规测量工作方式，仅保留了手动和定程(半自动)两种工作方式。
2 方案实施
2.1 PLC、人机界面选择
根据内圆磨床磨削加工的工艺特点，确定机床伺服系统脉冲当量为0.1 m。由于M224磨床最大磨削孔径为40mm，在磨削加工时砂轮与工件之间有超过20mm的空刀量，为了不影响加工效率，设计要求PLC的脉冲输出频率不低于100KHz。经选择采用了台达EH2系列可编程序控制器，该系列PLC内置200KHz高速脉冲输出模块、RS485通讯接口，具有直线／圆弧插补功能，最低脉冲输出频率为10Hz，配合导程为5mm的滚珠丝杠，径向工作台(X轴)最低运动速度为0.06mm／min，最高运行速度为1200mm／min，完全满足内圆磨床加工时的工艺要求。
选择台达A系列5.7”单色触摸屏作为人机界面，人机界面与PLC通过RS232接口相连，通过触摸屏可以输入各种磨削工艺参数，可以在屏上设计触摸按键以节省PLC输入点，可以实时显示磨床的工作状态。
2.2 工件主轴控制
工件轴通过一台0.55KW／1.1KW 双速三相异步电动机驱动，改造前通过操纵面板上上的LW6-3／B093万能转换开关切换高低速度。由于转换开关上有九对触点，时间一长容易出现触点间接触不良故障，导致电机缺相。改造后用两个接触器KM2、KM3代替万能转换开关，在新的操纵面板上设计一个三挡位转换开关SA1来切换高低转速。
2.3 砂轮主轴控制
M224磨床使用一台3.7KW 惠丰变频器驱动电主轴作为砂轮主轴，变频器型号为F1000-M0037T3B。改造前变频器装在电器柜外面，通过三线式端子控制变频器的启动和停止，通过变频器面板手动调整变频器输出频率。改造后重新设计了电器柜，将变频器装入电器柜内部，操作者不能直接接触到变频器面板。为了使操作者使用方便，改造后采用通讯方式控制变频器启动和停止 。变频器和PLC通过RS485通讯口相连，通过人机界面输入变频器工作频率，通过触摸屏上的触摸键控制变频器的启动和停止，在触摸屏上可实时显示变频器工作电流、电压、故障代码等参数。
2.4 冷却泵控制
改造前M224磨床只有一个冷却泵，冷却液经水阀后分为两路，一路给砂轮主轴冷却用，一路在磨削时冷却工件。由于两路共用同一个水箱，磨削产生的铁屑混入冷却液后，会造成砂轮主轴冷却水路堵塞而影响砂轮主轴的正常使用。改造后，取消水阀，增加了一个冷却泵，工件冷却水箱与砂轮主轴冷却水箱各自独立，互不干扰。
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nbsp; . 液压系统
改造前，M磨床是靠三个电磁阀切换油路控制杠杆、修整器、行程阀、往复油缸、进给油缸等机构来实现工作台快速进退、往复，砂轮修整，粗进给，精进给和无进给磨(包括粗光磨和精光磨)。改造后，由于径向液压进给系统被伺服进给系统取代，相应的取消了进给电磁阀，而且堵住了机床配流板上进给油缸所接油路。这样处理之后，夹具液压松紧油路受到影响而不能使用。所以，对于使用液压夹具锁紧工件的机床必须另外加装一个电磁阀，控制夹具的松紧。电磁阀进油孔接在机床减压阀之后，出油孔接工件主轴箱的进油套。
. 绝对坐标系统构成
改造后的电控系统以台达DVP-EHT可编程序控制器为控制核心，选用三菱MR-JS-A伺服驱动器、三菱HC-SFS伺服电机构成伺服驱动系统。伺服电机编码器上采用了位绝对位置编码器，分辨率达到脉冲／转，具有很高的精度控制能力。只要在伺服驱动器上加装电池，就能构成绝对坐标系统。绝对坐标系统接线图见图。在系统联机时，要将PLC与伺服驱动器的电源输入设定为同时或伺服驱动器电源先启动，以免绝对位置数据传输异常导致伺服报警。
结束语
数控磨床范文6
关键词：半圆面磨削 连杆 连杆头
一、提出问题
连杆头的加工面是一个200°左右的圆弧面，它与十字头构成了一个转动摩擦副，并且是一个承受重载的运动部位，所以其表面粗糙度要求较高（一般达到0.4μm），硬度要求也较高（一般达到HRC45～50）。根据这些特点，其工艺路线应该是：粗铣—热处理—磨。在这条工艺路线中，粗铣和热处理是没有问题的，难点是磨序。目前，市场上有外圆磨床、内圆磨床、万能磨床等多种功能众多的磨床，但这些磨床都要求工件连续回转，不能直接进行半圆的磨削。因此，我们必须利用现有的设备，通过增加一些辅件来实现往复式回转磨削。
二、磨削方法分析
要实现往复式回转磨削，有两种方式，第一种方式是磨头绕半圆柱面中心往复回转，第二种方式是连杆绕半圆柱面中心往复回转。
在第一种方式下，要求两轴联动，用圆弧差补的方法实现圆弧加工。差补法本身存在误差，特别是在象限点处，由于机床滚珠丝杠的反向误差，会在象限点处形成一个明显的台阶，所以这种方式是不可取的。
第二种方式要求装夹连杆的卡盘或工作台可往复回转，考虑连杆的形状，最理想的设备是立式车床和立式磨床。对于这两种设备来说，连杆可直接装夹在机床的回转工作台上，但是必须对传动机构进行改造，以实现往复回转。如此一来，设备只能作为半圆磨专机使用，降低了设备的利用率。另外，由于连杆的规格很多，最长的有1米多，那么机床的回转工作台的直径需在2米以上，严重浪费了资源。因此，我们提出了一种新的配置：在龙门铣床上挂高精度磨头；工作台上增加一套由变频电机驱动的高精度数控回转工作台，工作台回转角度通过两组限位开关控制。在这种配置中，磨头绕Z轴旋转，回转工作台进行往复回转，由龙门铣横梁完成Z轴方向进给，龙门铣工作成X轴方向进给，从而实现半圆柱面磨削。
这种配置虽然实现了往复回转功能，但是，往复回转磨削是一个反复换向磨削过程，在这个磨削过程中，磨削力的方向也必然会反复变化。如果磨头和回转工作台的精度不够，就会产生较大的形状误差。因此，应该选择静动压磨头和高精度数控回转工作台。其中，高精度数控回转工作台尤为重要，因为它采用的是转台专用锥轴承，反向运动时，其反向误差很小，甚至为零。
三、应用实例
我厂的连杆长约1米，为了磨削半圆柱面连杆头，我们在龙门铣床上挂了一个高精度磨头，具体作法是：在横梁上增加一套由变频电机驱动的水冷背锥式静动压磨头，磨头固定不动，Z轴方向的进给运动由机床横梁完成；在机床工作台上增加一套由变频电机驱动的高精度数控回转工作台，采用霍尔接近开关控制回转工作台电机换向，从而实现角度回转。霍尔开关上装有四个功能的开关，按作用先后分为减速，停止，换向，停止四道开关，控制转盘电机减速，停止再换向，在有突变的情况下启用急停开关，控制转盘急停。工作时，必须保证磨头中心与回转工作台中心的连线与X轴平行，从而保证X轴方向的进给精度。X轴方向的进给运动由机床工作成。
